Justificación para operar el diodo en la región de ruptura (con polarización inversa)

Tres razones:

Primero, operar en la orientación hacia adelante solo permite la operación a un solo voltaje, nominalmente alrededor de 0.7 voltios para un diodo de silicio. La construcción del diodo se puede adaptar para producir una amplia gama de voltajes de ruptura, con la consiguiente elección de diferentes salidas del regulador.

En segundo lugar, su curva VI exagera la nitidez de una unión con polarización directa. No hay una porción relativamente plana que no sea cerca de cero, y eso no es muy útil.

En tercer lugar, con una curva VI exponencial, la unión con polarización directa no puede funcionar a niveles de corriente útiles con una buena regulación.

La respuesta obvia es... que fueron diseñados para hacer eso. Sin bromear aquí, los diodos rectificadores están diseñados para operación directa y alta resistencia en reversa, los diodos reguladores están diseñados para un voltaje de ruptura inverso relativamente preciso para ser utilizado en circuitos de regulación. Si queremos continuar, se podría decir que los fotodiodos también están optimizados para el funcionamiento inverso sin averías...

En resumen, un diodo no es un diodo no es un diodo, el tipo realmente importa.

Curiosamente, existe un mecanismo muy preciso que dicta el voltaje operativo de un diodo Zener. Hay otros diodos reguladores que funcionan de manera similar a un Zener pero usan un efecto diferente.

Porque no hay nada especial en la operación con polarización directa. Todavía tiene la caída de 0,6-0,7 V típica de la mayoría de los rectificadores de silicio. Es solo cuando tiene polarización inversa que exhibe su caída de voltaje nominalmente alta.

Debido a que están fabricados para tener una curva muy específica y pronunciada en polaridad inversa alrededor de este valor de voltaje específico, por lo que si bien puede tener un voltaje directo típico de diodo, puede tener, por ejemplo, alrededor de -5V de este inverso. Y ese valor es el que usamos. Se trata de las propiedades deseadas de su diodo.

Depende de la aplicación, pero daré dos ejemplos, incluido el zener:

Diodo Zener

Esto se opera en polarización inversa porque, en pocas palabras, ahí es donde está la interesante propiedad 'Zener'. En polarización directa, los Zener parecen diodos normales. Es decir, su voltaje cambia mucho con la corriente y no es muy sintonizable. El desglose de polarización inversa es sintonizable (por lo que puede comprar Zeners en todo tipo de voltajes) y nítido. Eso significa que puede pasar mucha corriente a través de él y el voltaje permanece relativamente constante.

Fotodiodo

Estos a menudo funcionan a la inversa cuando se usan para medir la entrada de luz. Eso es porque la curva IV es extremadamente plana en voltajes negativos. Eso significa que el voltaje negativo que aplica a la cosa puede ser ruidoso e inestable y aún obtendrá una corriente constante para un nivel de luz dado.

Los diodos rectificadores y LED se degradan térmicamente y su avería es irreversible .

Por otro lado, los diodos Zener se rompen debido al efecto túnel cuántico y esta ruptura es reversible .

Es por eso que los diodos Zener se pueden usar en ambas direcciones de corriente y los diodos estándar no. Los valores reales de los voltajes de ruptura y apertura, conductividades, etc. definen la aplicación del diodo: los zener se usan para estabilizar voltajes cercanos a 5 V, los diodos de avalancha se usan para estabilizar voltajes más altos, los diodos de potencia (estándar) se usan en rectificadores y LED. se utilizan como fuentes de luz.